在治疗Gustilo I型和II型胫骨开放性骨折时，结合使用内固定与外固定，并联合纳米银抗菌敷料（NSAD）和负压封闭引流（VAC）技术，表现出显著的抗菌活性，可缩短愈合时间、提高愈合率、减少住院时间、降低医疗费用，并减轻患者疼痛。
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在治疗Gustilo I型和II型胫骨开放性骨折时，结合使用内固定与外固定，并联合纳米银抗菌敷料（NSAD）和负压封闭引流（VAC）技术，表现出显著的抗菌活性，可缩短愈合时间、提高愈合率、减少住院时间、降低医疗费用，并减轻患者疼痛。
Gustilo I型和II型开放性胫骨骨折（OTFs）常伴有明显的软组织损伤，感染风险较高，采用传统内固定或外固定治疗时，常导致愈合时间延长及术后并发症增多。本研究介绍了一种经过临床验证的治疗方案，将纳米银抗菌敷料（NSAD）与负压封闭引流（VAC）结合闭合复位髓内钉固定术（CRINF），以改善创面及骨折愈合效果。共纳入300例Gustilo I/II型OTFs患者，随机分为三组（每组n=100）：第1组接受CRINF联合常规创面护理，第2组接受CRINF联合VAC治疗，第3组接受CRINF联合NSAD与VAC治疗。采用卡方检验和方差分析（ANOVA）比较各组在感染率、创面与骨折愈合时间、住院时间、医疗费用及术后疼痛等方面的临床结局，显著性水平定义为p < 0.05。第3组并发症发生率最低，恢复情况最优，平均创面愈合时间为41天，骨折愈合时间为7.2个月，均显著短于对照组（p < 0.05）。创面愈合率和骨折愈合率分别为97%和94%，患者住院时间更短（10–15天），总医疗费用更低（约1500元），疼痛程度更轻。研究结果表明，将NSAD与VAC联合CRINF应用于Gustilo I型和II型OTFs的治疗，是一种有效且安全的临床方案，可显著减少术后并发症并加速康复进程。
开放性胫骨骨折（OTFs）是最常见的长骨损伤之一，通常由高能量创伤引起，如交通事故或跌落1,2。由于骨折部位与外界环境直接相通，此类损伤常伴有严重污染、软组织缺损以及高感染风险或骨不连风险3,4。根据Gustilo-Anderson分类法，开放性胫骨骨折依据软组织损伤程度和伤口污染情况分为三型：I型（最小程度的组织损伤和清洁伤口）、II型（中度组织损伤和污染）以及III型（严重组织缺损，常伴有神经血管损伤）5,6。
传统的治疗策略——外固定和开放内固定——在临床上仍然具有重要意义，但存在固有的局限性。长期使用外固定可能导致关节僵硬和纤维性愈合，而广泛的内固定暴露可能延长手术时间并增加感染风险7。因此，研究关注已转向辅助技术，这些技术可在不损害骨折稳定性的前提下，增强感染控制和促进伤口愈合。
基于纳米银的抗菌材料由于具有广谱抗菌活性和促进组织再生的潜力，近年来已成为有前景的生物医学敷料8,9,10。本研究中使用的纳米银材料具有均匀的微观结构，有利于银离子的持续释放和稳定的抗菌性能（图1）。银纳米颗粒持续释放Ag+离子，破坏细菌细胞膜，干扰酶活性，并促进成纤维细胞和角质形成细胞的增殖11,12。基于纳米银材料的抗菌作用机制如图2所示。
同时，负压伤口治疗（vacuum-assisted closure, VAC）可形成局部负压微环境，改善组织灌注，促进肉芽组织形成，并清除伤口渗出液以减少细菌负荷13,14。VAC 系统的主要组成部分及其功能原理如图3所示。
既往研究已证实，负压封闭引流（VAC）或含银敷料在治疗开放性骨折和感染性伤口方面各自具有优势，但很少在大规模临床环境中探讨两者联合应用的效果15,16。因此，本研究旨在探讨纳米银抗菌敷料（NSAD）联合负压封闭引流（VAC）与闭合复位髓内固定（CRINF）在Gustilo I型和II型开放性胫骨骨折（OTFs）治疗中的临床疗效与安全性。图4展示了该联合治疗策略预期的治疗优势示意图。我们假设，与传统治疗方法相比，该策略可增强抗菌活性，加快软组织和骨折愈合，并减少术后并发症。
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本临床方案已获得衡水市人民医院伦理委员会批准（批准号：2019-2-013）。所有受试者或其法定监护人均在纳入研究前签署书面知情同意书。本研究遵循《赫尔辛基宣言》及机构关于人体研究伦理的指导原则。
银-碳（Ag-C）纳米复合材料的制备
为合成 Ag-C 纳米复合材料，精确称取 3.0 g 酒石酸钠钾，置于管式炉内的 50 mL 石英坩埚中。将样品以 15 °C/min 的升温速率加热至 400 °C，并保持 6 h，随后自然冷却至室温（约 25 °C）。将产物转移至 250 mL 玻璃烧杯中，加入 80 mL 去离子水（电阻率 ≥18 MΩ·cm），在 400 rpm 条件下磁力搅拌 10 min 进行分散。将悬浮液在 4 °C 条件下以 10,000 × g 离心 10 min，收集含有碳量子点（CQDs）的棕黄色上清液。在 80 °C 搅拌条件下将上清液浓缩至 20 mL，随后加入 60 mL 丙酮，涡旋混合 1 min。在 4 °C 条件下以 9,500 × g 离心 20 min 后，收集淡黄色上清液作为 CQD 储备溶液。为制备托伦试剂，将 1 mL 0.5 M AgNO3 与 1.04 mL 氨水和 0.65 mL 3 M NaOH 混合，随后在持续搅拌下加入 17.3 mL 去离子水。在用铝箔包裹的三颈烧瓶中，加入 25 mL CQD 溶液和 75 mL 去离子水，500 rpm 搅拌 5 min。用浓氨水调节 pH 至约 7.0，然后加入 1 mL 托伦试剂。将混合物在避光条件下加热至 120 °C，反应 20 min。冷却至室温后，得到黄色 Ag-C 溶液，储存于 4 °C 待用。
警告：氢氧化钠和氨水具有腐蚀性，并会释放刺激性蒸气。所有反应均须在化学通风橱中进行，并佩戴手套、护目镜和实验服。加热容器时不得完全密封，以防压力积聚。
纳米银抗菌敷料（NSAD）的制备
在100 mL玻璃烧杯中，将15 mL去离子水与200 µL冰醋酸混合，配制溶剂体系。向其中依次加入0.1 mL已制备的Ag-C溶液（22 mg/L）、0.2 mL甘油和60 mg泊洛沙姆，在50 °C下磁力搅拌至完全溶解。随后，逐步加入0.6 g壳聚糖粉末以防止结块，并持续搅拌30 min，直至形成均匀溶液。在搅拌条件下逐滴加入2 mL 1 M NaHCO3，引发轻微起泡，继续混合10 min。用去离子水将总体积定容至20 mL，随后超声脱气5 min。将均匀溶液倒入矩形模具（14 cm × 8 cm × 0.5 cm）中，用塑料薄膜密封，在室温（20–25 °C）下静置凝胶化48–72 h。凝胶完成后，取出薄膜，在40 °C鼓风烘箱中干燥12–18 h，得到厚度约为1 mm的NSAD薄膜。记录凝胶过程中的环境温度和湿度，因其会影响薄膜的均匀性和抗拉强度。若薄膜中存在可见裂纹或气泡，则予以弃用。
Ag-C 纳米复合材料的表征
将一滴稀释后的 Ag-C 溶液滴加在碳支持膜覆盖的铜网透射电子显微镜（TEM）载网上，置于红外灯下干燥 10 分钟。使用透射电子显微镜在 100 kV 条件下对样品进行成像。通过 ImageJ 软件测量至少 200 个随机选取的颗粒来分析粒径，数据以均值 ± 标准差表示。
抗菌活性评价
Staphylococcus aureus（ATCC 29213）和Escherichia coli（ATCC 25922）在胰蛋白胨大豆肉汤（TSB）中于37 °C过夜培养。将细菌悬液调节至OD600 = 0.1（约1 × 107 CFU/mL）。样品分为三组：去离子水处理的对照组、阿莫西林处理的阳性对照组（10 µg/mL）以及Ag-C纳米复合材料处理的实验组（银含量相当于10 µg/mL）。培养物在37 °C、150 rpm振荡条件下培养7天。每天取100 µL样品，进行系列稀释后涂布于TSB琼脂平板，培养24小时。计数菌落形成单位（CFU），并按公式[(N0− Nt)/N0] × 100计算抑制率（%）。每个实验重复三次，结果以均值±标准差表示。
警告：所有细菌培养物均须在生物安全二级柜中操作。废弃物在丢弃前须在121 °C下高压灭菌20分钟。
NSAD的溶胀行为
将方形NSAD样品（1 cm × 1 cm）称重以获得干重（W0）。将每块样品浸入10 mL生理盐水中，在37 °C下孵育。分别在1 h、6 h、12 h和24 h取出样品，用滤纸吸干表面液体后称重（Wt）。溶胀率（%）按公式[(Wt − W0)/W0] × 100计算。所有测量均重复三次，结果以均值±标准差表示。
联合应用VAC与NSAD的组装与操作
使用无菌剪刀将制备好的NSAD薄膜裁剪至与创面大小相匹配，并直接敷于创面基底。将两根无菌硅胶引流管（管壁厚度1 mm，微孔直径0.4–0.5 mm）置于NSAD下方。用透明聚氨酯薄膜封闭整个创面及周围2–3 cm的完整皮肤，确保密闭性。引流管连接持续负压源，维持压力在-60 kPa至-80 kPa之间，持续72小时。每日检查密封情况，并记录引流液的颜色与引流量。敷料每3–5天更换一次，若出现渗漏则提前更换。当肉芽组织完全覆盖创面后，可终止VAC治疗。在封闭创面前需确认已完全止血。如发生活动性出血，应暂时将负压下调至-40 kPa。密切监测患者是否出现不适、剧烈疼痛或设备故障。
废物管理
所有含银和碱性残留物均收集于贴有标签的危险废物容器中，进行专门处理。碱性溶液在排放前需中和至 pH 7。生物废物经高压灭菌消毒后，按照医院生物安全规定处置。
患者与研究设计
2019年11月至2022年11月期间，衡水市人民医院创伤骨科共招募了300名诊断为Gustilo I型或II型胫骨开放性骨折（OTFs）的患者。患者根据预设的纳入和排除标准进行筛选。纳入标准为：（1）年龄在18至70岁之间；（2）经临床和影像学评估确诊为Gustilo I型或II型骨折；（3）无主要血管或神经损伤；（4）能够签署知情同意书并配合术后随访。排除标准包括：（1）Gustilo III型骨折；（2）严重合并症，如未控制的糖尿病、外周血管疾病、慢性感染或免疫缺陷；（3）病理性骨折；（4）妊娠或凝血功能障碍。采用计算机生成的随机序列进行分组，使用区组随机法（区组大小=6）。由独立统计学家准备密封不透明信封，确保分配隐藏。患者被平均分为三组（每组n=100）：第1组接受闭合复位髓内钉固定术（CRINF）联合常规伤口护理；第2组接受CRINF联合负压封闭引流（VAC）治疗；第3组接受CRINF联合纳米银抗菌敷料（NSAD）与VAC治疗。所有手术均由同一手术团队完成，以尽量减少操作者偏倚。在评估伤口愈合、感染及疼痛评分时，结局评估人员对治疗分组设盲。所有患者术后随访9个月，以评估骨折愈合情况和功能恢复情况。
Gustilo I型和II型开放性骨折的治疗方案
根据损伤严重程度和患者全身状况，对患者实施麻醉（全身麻醉、脊髓麻醉或局部麻醉）。初步清创后，使用无菌生理盐水和过氧化氢彻底冲洗伤口；修剪失活组织，并根据需要临时缝合软组织边缘。按照标准骨科操作流程进行闭合复位和髓内钉固定以实现骨折稳定17。对于第3组，将无菌NSAD薄膜裁剪至与伤口尺寸匹配后覆盖于创面，下方放置两根硅胶引流管。使用半透性聚氨酯薄膜封闭伤口及周围2-3 cm的完整皮肤。确认密封性和止血效果后开始负压吸引；如有钢针通道，则用无菌纱布覆盖。持续施加-60至-80 kPa的负压，根据伤口大小和深度调整压力，每3-5天更换一次敷料，若出现渗漏或饱和则提前更换。对于第1组和第2组，伤口覆盖无菌凡士林纱布，每48-72小时更换一次。术后护理包括预防性使用广谱抗生素3-5天（头孢菌素类或氟喹诺酮类），必要时加用甲硝唑覆盖厌氧菌18，以及抗炎镇痛治疗、控制水肿、促进血液循环措施和营养支持（包括蛋白质补充）。对于合并神经血管损伤的患者，酌情给予神经营养药物及抗水肿/解痉药物。在计划的术后随访中进行实验室监测（全血细胞计数、红细胞沉降率、C反应蛋白），以监测感染情况。康复训练从术后第3天开始，先进行等长收缩和轻柔的关节活动，约1周后根据耐受情况逐步过渡到主动关节活动范围训练。分别在术后约1个月、3个月、6个月和9个月进行影像学随访；当X线显示有桥接骨痂形成且胫骨皮质连续性恢复，同时临床疼痛允许时，开始逐步负重。
观察指标
主要结局指标包括伤口愈合时间、骨折愈合时间、伤口愈合率和骨折愈合率。次要结局指标包括术后并发症发生率（表浅感染、深部感染、延迟愈合、脂肪栓塞、针道感染和感染性骨不连）、住院时间、总医疗费用以及术后疼痛强度。疼痛强度采用数字评分法（NRS）进行评估，评分范围为0（无痛）至10（可想象的最剧烈疼痛）。伤口愈合定义为完全上皮化且无渗出液；骨折愈合则通过影像学检查确认，表现为至少三个皮质面有骨痂连接。术后随访评估分别在术后1个月、3个月、6个月和9个月进行，包括临床评估和影像学检查。
统计学分析
采用 SPSS 20.0 版本进行统计学分析。连续性变量首先检验正态性，符合正态分布的数据以均值 ± 标准差（SD）表示。三组之间的差异采用单因素方差分析（one-way ANOVA），并结合 Tukey 事后检验进行多重比较。对于非正态分布的数据，采用 Kruskal-Wallis 检验进行分析。分类变量以频数和百分比表示，根据情况采用卡方（χ²）检验或 Fisher 精确检验进行分析。对关键参数计算 95% 置信区间（CIs）。统计学显著性水平设定为 p < 0.05。所有分析均由一位独立的生物统计学家完成，该统计学家在分析过程中对分组信息设盲。
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Ag-C 纳米复合材料的表征
透射电子显微镜（TEM）结果显示，商用纳米银颗粒（NSP）平均粒径为 13.56 ± 3.85 nm，呈不规则团聚状态；而合成的 Ag-C 纳米复合材料平均直径略大，为 14.38 ± 4.65 nm，且具有均匀的球形形貌（图 5A-F）。Ag-C 颗粒相较于 NSP 表现出更佳的单分散性和平滑的边界，表明其稳定性更高、分布更均匀。这些结果证实了已成功制备出一种适用于生物医学应用的稳定纳米银-碳复合材料。
Ag-C 纳米复合材料抗菌效果分析
采用去离子水和抗生素（阿莫西林；10 µg/mL）作为对照，评估了 Ag-C 纳米复合材料对Staphylococcus aureus和Escherichia coli的抗菌性能。在37 °C条件下培养7天后，与去离子水组相比，Ag-C 纳米复合材料对两种细菌均表现出显著...
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Gustilo I 型和 II 型开放性胫骨骨折（OTF）常由高能量创伤（如交通事故或跌落）引起，导致广泛的骨与软组织损伤1,19。骨折端与外界环境相通，有利于细菌侵入，从而导致较高的感染率和愈合延迟20,21。传统的仅采用内固定或外固定治疗的方法受限于感染风险、长期制动以及康复延迟22,23。因此，优化术后伤口管理和感染控制对于改善 OTF 的治疗效果至关重要。
基于纳米银的敷料因其优异的抗菌性能和促进伤口愈合的潜力而受到广泛关注24,25。纳米银颗粒释放的银离子（Ag+）可与细菌膜及胞内酶相互...
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作者声明无利益冲突。
本研究由重点研发计划资助&衡水市#38;D项目（项目名称：负压封闭引流（VAC）联合内外固定治疗开放性胫骨骨折的临床研究）
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| AgNO3 溶液 | Yarong Instrument | 196305000 | |
| 氨水 | Xilong Chemical | 480905 | |
| 壳聚糖 | Aladdin Biochemical Technology | 428850500 | |
| 商用纳米银颗粒 | Aladdin Biochemical Technology | NA | |
| 去离子水 | Thermo Fisher Scientific(USA) | 345470250 | |
| 外固定支架与锁定钢板 | Zimmered Medical Instrument | NA | |
| 冰醋酸溶液 | Dongbang Chemical Group | Mar-26 | |
| 甘油 | Aladdin Biochemical Technology | 036646.K7 | |
| H1850 台式离心机 | Xiangyi Laboratory Instrument Development | 203270008 | |
| 加热套 | Yarong Instrument | A57027 | |
| HJ-4A 多头加热搅拌器 | Guohua Electric Appliance | 02774-1 | |
| 医用硅胶引流管 | B. Braun Medical Inc(USA) | 491288/491310 | |
| NaHCO3 | Aladdin Biochemical Technology | 123360250 | |
| NaOH 溶液 | Macklin Biochemical | 210-5 | |
| OTF-1200X 空心管式炉 | Kejing Technology | OTF-1200X-ALD | |
| 透性粘贴膜 | 3M Company(USA) | 537722zd | |
| 泊洛沙姆 | Aladdin Biochemical Technology | 104082 | |
| 酒石酸钾钠 | Sinopharm Group | 202860051 | |
| 胰蛋白胨大豆肉汤 | Thermo Fisher Scientific | CM0129B | |
| 涡旋混合器 | Dynamic Industrial | 88882010 |
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